AFMC (আর্মড ফোর্সেস মেডিকেল) ২০১৮ — পদার্থবিজ্ঞান প্রশ্ন ও সমাধান
AFMC (আর্মড ফোর্সেস মেডিকেল) ২০১৮ ভর্তি পরীক্ষার পদার্থবিজ্ঞান অংশ থেকে ৩০টি প্রশ্ন, প্রতিটির সঠিক উত্তর আর পূর্ণ ব্যাখ্যাসহ।
-
১
অপ্রত্যাগামী প্রক্রিয়ায় এনট্রপির পরিবর্তন নিচের কোনটি?
- ক বৃদ্ধি পায়
- খ হ্রাস পায়
- গ শূন্য হয়
- ঘ অপরিবর্তিত থাকে
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ক) বৃদ্ধি পায়
তাপগতিবিদ্যার দ্বিতীয় সূত্র অনুযায়ী স্বতঃস্ফূর্ত বা অপ্রত্যাগামী প্রক্রিয়ায় মহাবিশ্বের (বিচ্ছিন্ন সিস্টেমের) এনট্রপি সব সময় বৃদ্ধি পায় (ΔS > 0)।
এনট্রপি S বিশৃঙ্খলার পরিমাপ; dS = dQT, একক J K−1, মাত্রা ML2T−2Θ−1।
প্রত্যাগামী প্রক্রিয়ায় মোট এনট্রপি অপরিবর্তিত থাকে (ΔS = 0); রুদ্ধতাপীয় প্রত্যাগামী প্রক্রিয়া সমএনট্রপিক।
কোনো প্রক্রিয়ায় মহাবিশ্বের এনট্রপি কমে না; প্রকৃতির সব বাস্তব প্রক্রিয়া অপ্রত্যাগামী। -
২
50 kg ভরের একটি বস্তুর ভরবেগ 50 kgms−1 হলে এর গতিশক্তি কত হবে?
- ক 10 J
- খ 25 J
- গ 500 J
- ঘ 50 J
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: খ) 25 J
এখানে, m = 50 kg, p = 50 kg ms−1
গতিশক্তি Ek = p22m = (50)22 × 50 = 2500100 = 25 J -
৩
নিচের কোন ভেক্টরের দিক নির্দিষ্ট নয়?
- ক বিপ্রতীপ ভেক্টর
- খ শূন্য ভেক্টর
- গ সমান ভেক্টর
- ঘ বিপরীত ভেক্টর
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: খ) শূন্য ভেক্টর
শূন্য বা নাল ভেক্টরের মান শূন্য, তাই এর দিক নির্দিষ্ট নয় (যেকোনো দিক ধরা যায়)। A − A = 0।
বিপ্রতীপ ভেক্টর: A ও B পরস্পর বিপ্রতীপ হলে A·B = 1 ও উভয়ের দিক একই।
সমান ভেক্টর: মান ও দিক উভয়ই সমান; বিপরীত ভেক্টর: মান সমান, দিক বিপরীত (A ও −A)।
একক ভেক্টরের মান 1, দিক নির্দিষ্ট: A = A|A|। -
৪
পর্যায়কাল দ্বিগুণ করতে সরল দোলকের দৈর্ঘ্য কতগুণ বাড়াতে হবে?
- ক 2
- খ 4
- গ 12
- ঘ 14
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: খ) 4
এখানে, T2 = 2T1
T = 2πLg ⇒ T ∝ L ⇒ L2L1 = (T2T1)2 = 22 = 4
দৈর্ঘ্য 4 গুণ করতে হবে (অর্থাৎ 3 গুণ বাড়াতে হবে)। -
৫
দশা পার্থক্য ও পথ পার্থক্যের মধ্যে সম্পর্ক কোনটি?
- ক দশা পার্থক্য = 2πλ × পথ পার্থক্য
- খ দশা পার্থক্য = λ2π × পথ পার্থক্য
- গ দশা পার্থক্য = λπ × পথ পার্থক্য
- ঘ দশা পার্থক্য = πλ × পথ পার্থক্য
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ক) দশা পার্থক্য = 2πλ × পথ পার্থক্য
দশা পার্থক্য (δ) ও পথ পার্থক্য (Δx) এর সম্পর্ক: δ = 2πλ × Δx
λ পথ পার্থক্যে দশা পার্থক্য 2π, λ2 পথ পার্থক্যে দশা পার্থক্য π।
সময় পার্থক্য Δt হলে δ = 2πT × Δt = ωΔt
গঠনমূলক ব্যতিচারে Δx = nλ (δ = 2nπ), ধ্বংসাত্মক ব্যতিচারে Δx = (2n + 1)λ2 (δ = (2n + 1)π)। -
৬
সরু ও সুষম দণ্ডের এক প্রান্ত দিয়ে ও এর দৈর্ঘ্যের লম্বভাবে অতিক্রান্ত অক্ষের সাপেক্ষে জড়তার ভ্রামক = I এবং চক্রগতির ব্যাসার্ধ K = 1 হলে দণ্ডের দৈর্ঘ্য L = ?
- ক 3
- খ 2
- গ 1
- ঘ None
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ক) 3
এখানে, K = 1, প্রান্ত দিয়ে লম্ব অক্ষের সাপেক্ষে I = ML23
I = MK2 ⇒ MK2 = ML23 ⇒ L = 3 K = 3 × 1 = 3
(মধ্যবিন্দু দিয়ে লম্ব অক্ষে I = ML212, K = L23) -
৭
i·(j × k) + j·(i × k) + k·(i × j) = ?
- ক 0
- খ −1
- গ 1
- ঘ 3
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: গ) 1
i·(j × k) = i·i = 1
j·(i × k) = j·(−j) = −1
k·(i × j) = k·k = 1
যোগফল = 1 − 1 + 1 = 1
(i × j = k, j × k = i, k × i = j; ক্রম উল্টালে চিহ্ন ঋণাত্মক) -
৮
1 MW এর মান কোনটি হতে পারে না?
- ক 1000 kW
- খ 106 W
- গ 103 J/s
- ঘ 10−3 GW
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: গ) 103 J/s
1 MW = 106 W = 1000 kW = 10−3 GW (1 GW = 109 W)
103 J/s = 103 W = 1 kW, এটি 1 MW নয়।
ক্ষমতা P = Wt, একক W = J/s = kg m2 s−3, মাত্রা ML2T−3; 1 hp = 746 W।
উপসর্গ: k = 103, M = 106, G = 109, T = 1012; m = 10−3, μ = 10−6, n = 10−9। -
৯
কার্নো চক্রের প্রথম ধাপ কোনটি?
- ক তাপমাত্রা বৃদ্ধি
- খ অন্তঃস্থশক্তি হ্রাস
- গ তাপমাত্রা স্থির
- ঘ তাপের বিকিরণ
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: গ) তাপমাত্রা স্থির
কার্নো চক্রের প্রথম ধাপ সমোষ্ণ প্রসারণ, তাই এ ধাপে তাপমাত্রা স্থির থাকে।
চারটি ধাপ: (1) সমোষ্ণ প্রসারণ: উৎস T1-এ তাপ Q1 শোষণ; (2) রুদ্ধতাপীয় প্রসারণ: তাপমাত্রা T1 থেকে T2-এ নামে; (3) সমোষ্ণ সংকোচন: তাপগ্রাহকে T2-এ তাপ Q2 বর্জন; (4) রুদ্ধতাপীয় সংকোচন: তাপমাত্রা T2 থেকে T1-এ ফেরে।
প্রথম ধাপে dU = 0, শোষিত তাপ পুরোটাই কাজে রূপান্তরিত হয়।
দক্ষতা η = 1 − Q2Q1 = 1 − T2T1; T2 = 0 K না হলে দক্ষতা 100% হয় না। -
১০
বৃষ্টির ফোঁটা চলন্ত গাড়ির পিছনের কাচকে ভিজায় না কেন?
- ক বৃষ্টির আপেক্ষিক বেগ তীর্যকভাবে ক্রিয়াশীল
- খ লব্ধি বেগ গাড়ির গতির বিপরীত দিকে ক্রিয়া করে
- গ লব্ধি বেগ গাড়ির লম্বদিকে ক্রিয়াশীল
- ঘ লব্ধি বেগ গাড়ির সমান্তরালে ক্রিয়াশীল
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ক) বৃষ্টির আপেক্ষিক বেগ তীর্যকভাবে ক্রিয়াশীল
বৃষ্টি খাড়া নিচে vr বেগে পড়ে, আর গাড়ি সামনে vc বেগে চলে; গাড়ির সাপেক্ষে বৃষ্টির আপেক্ষিক বেগ v_(r) − v_(c), যা তীর্যক।
এর অনুভূমিক উপাংশ গাড়ির গতির বিপরীতে (পিছনের দিকে), তাই চালকের কাছে বৃষ্টি সামনের দিক থেকে হেলে আসছে বলে মনে হয়।
খাড়ার সাথে কোণ tanθ = vcvr; ফলে ফোঁটা সামনের কাচে আঘাত করে, পিছনের কাচ আড়ালে থাকায় ভেজে না।
একই কারণে চলন্ত অবস্থায় ছাতা সামনের দিকে হেলে ধরতে হয়। -
১১
পৃথিবী থেকে 50 m উচ্চতা থেকে একটি বস্তুকে ন্যূনতম কত বেগে নিক্ষেপ করলে মহাশূন্যে চলে যাবে?
- ক 11.2 km/s বেগে
- খ 11.2 km/s এর বেশি বেগ দিতে হবে
- গ 11.2 km/s এর কম বেগ দিতে হবে
- ঘ None
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: গ) 11.2 km/s এর কম বেগ দিতে হবে
মুক্তি বেগ ve = 2GMR = 2gR ≈ 11.2 km/s, ভূপৃষ্ঠ থেকে।
h উচ্চতা থেকে ve = 2GMR + h, উচ্চতা বাড়লে মুক্তি বেগ সামান্য কমে; 50 m উচ্চতায় মান 11.2 km/s এর সামান্য কম (11.19996 km/s)।
মুক্তি বেগ নিক্ষিপ্ত বস্তুর ভর বা নিক্ষেপের দিকের উপর নির্ভর করে না; ve = 2 × v0 (v0 = ভূপৃষ্ঠের কাছে কক্ষীয় বেগ ≈ 7.9 km/s)। -
১২
দৈর্ঘ্য সংকোচনের সমীকরণ হলো-
- ক L = L01 − v2c2
- খ L = L01 − v2c2
- গ L = L01 + v2c2
- ঘ L = L0(1 + v2c2)
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ক) L = L01 − v2c2
দৈর্ঘ্য সংকোচনের সূত্র L = L01 − v2c2, যেখানে L0 স্থির দৈর্ঘ্য (proper length), L হলো v বেগে চলমান অবস্থায় মাপা দৈর্ঘ্য।
1 − v2c2 < 1, তাই L < L0; সংকোচন হয় শুধু গতির অভিমুখে, লম্ব দিকে দৈর্ঘ্য একই থাকে।
v ≪ c হলে L ≈ L0, v → c হলে L → 0।
কাল দীর্ঘায়ন t = t01 − v2c2 এবং ভর বৃদ্ধি m = m01 − v2c2, এখানে √ হরে থাকে; দৈর্ঘ্যে √ লবে থাকে। -
১৩
স্প্রিং ধ্রুবক নির্ভর করে-
- ক স্প্রিং এর দৈর্ঘ্যের উপর
- খ জ্যামিতিক গঠনের উপর
- গ পদার্থের অস্থিতিস্থাপকতার উপর
- ঘ সবগুলো
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ঘ) সবগুলো
স্প্রিং ধ্রুবক k = Fx (একক N m−1, মাত্রা MT−2) স্প্রিংয়ের নিজস্ব বৈশিষ্ট্য। এটি স্প্রিংয়ের দৈর্ঘ্য, জ্যামিতিক গঠন (তারের ব্যাস, কুণ্ডলীর ব্যাস, পাকসংখ্যা) ও উপাদানের স্থিতিস্থাপক গুণাঙ্ক, এই সবগুলোর উপর নির্ভর করে।
স্প্রিং কেটে অর্ধেক করলে k দ্বিগুণ হয় (k ∝ 1L); মোটা তার বা শক্ত উপাদানে k বেশি।
k প্রযুক্ত বল বা সম্প্রসারণের উপর নির্ভর করে না (হুকের সূত্রের সীমার মধ্যে)।
শ্রেণিতে যুক্ত স্প্রিং: 1k = 1k1 + 1k2; সমান্তরালে: k = k1 + k2; স্প্রিং-ভর ব্যবস্থার পর্যায়কাল T = 2πmk । -
১৪
কেন্দ্রমুখী বল দ্বারা কৃতকাজ-
- ক শূন্য
- খ অশূন্য
- গ None
- ঘ বল ও সরণের মান দেয়া থাকলে বের করা যাবে
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ক) শূন্য
কেন্দ্রমুখী বল সর্বদা বৃত্তের কেন্দ্রের দিকে, আর বস্তুর সরণ (বেগ) প্রতি মুহূর্তে বৃত্তের স্পর্শক বরাবর; দুটির মধ্যবর্তী কোণ 90°।
W = Fs cos90° = 0; তাই কেন্দ্রমুখী বল কোনো কাজ করে না, শুধু বেগের দিক বদলায়, মান বদলায় না, গতিশক্তিও অপরিবর্তিত থাকে।
সমরূপ বৃত্তীয় গতিতে Fc = mv2r = mω2r, ক্ষমতা P = F·v = 0। -
১৫
কোনটি সত্য নয়?
- ক বস্তু তাপ শোষণ করলে অভ্যন্তরীণ শক্তি বৃদ্ধি পায়
- খ বস্তু তাপ ছেড়ে দিলে অভ্যন্তরীণ শক্তি হ্রাস পায়
- গ বস্তুর অভ্যন্তরীণ শক্তির মান মাপা যায়
- ঘ অভ্যন্তরীণ শক্তি পরিমাপের রাশিমালা ΔE = Ep − Er
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: গ) বস্তুর অভ্যন্তরীণ শক্তির মান মাপা যায়
অভ্যন্তরীণ শক্তি U হলো অণুগুলোর গতিশক্তি ও স্থিতিশক্তির মোট যোগফল; এর পরম মান মাপা যায় না, কেবল পরিবর্তন ΔU মাপা যায়, তাই গ সত্য নয়।
প্রথম সূত্র: dQ = dU + dW; তাপ শোষণে U বাড়ে, তাপ বর্জনে U কমে।
ΔU = Uf − Ui; আদর্শ গ্যাসে U শুধু তাপমাত্রার উপর নির্ভর করে, ΔU = nCvΔT।
U অবস্থার অপেক্ষক (পথের উপর নির্ভর করে না), চক্রীয় প্রক্রিয়ায় ΔU = 0। -
১৬
Cv = 1 Jmol−1K−1 হলে Cp =
- ক γ
- খ R
- গ 9.314 Jmol−1K−1
- ঘ 1 Jmol−1K−1
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: গ) 9.314 Jmol−1K−1
এখানে, Cv = 1 J mol−1 K−1, R = 8.314 J mol−1 K−1
Cp − Cv = R ⇒ Cp = Cv + R = 1 + 8.314 = 9.314 J mol−1 K−1 -
১৭
কোন তাপমাত্রার পার্থক্য সেলসিয়াস ও ফারেনহাইট স্কেলে 40° হয় না?
- ক 10°C
- খ 60°F
- গ −130°F
- ঘ −90°C
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: খ) 60°F
এখানে, F = 95 C + 32, তাই পাঠের পার্থক্য F − C = 45 C + 32
10°C = 50°F (পার্থক্য 40); −90°C = −130°F (পার্থক্য 40), তাই ক, গ, ঘ শর্ত মানে।
60°F ⇒ C = (60 − 32) × 59 = 15.56°C, পার্থক্য 44.44, তাই 60°F-এ পার্থক্য 40° হয় না।
শর্টকাট: |45 C + 32| = 40 ⇒ C = 10°C অথবা C = −90°C; এ দুটি ছাড়া অন্য কোনো তাপমাত্রায় পার্থক্য 40 নয়। -
১৮
নিচের কোনটি সঠিক?
- ক dW = V·dP
- খ গ্যাসের সংকোচনে কৃতকাজ ধনাত্মক
- গ গ্যাসের প্রসারণে কৃতকাজ ঋণাত্মক
- ঘ প্রত্যাবর্তী প্রক্রিয়ায় বস্তুর অভ্যন্তরীণ শক্তির পরিবর্তন শূন্য
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ঘ) প্রত্যাবর্তী প্রক্রিয়ায় বস্তুর অভ্যন্তরীণ শক্তির পরিবর্তন শূন্য
কাজ dW = P dV (V dP নয়), তাই ক ভুল; গ্যাস প্রসারিত হলে (dV > 0) গ্যাস কর্তৃক কৃতকাজ ধনাত্মক, সংকোচনে (dV < 0) ঋণাত্মক, তাই খ ও গ ভুল।
প্রত্যাবর্তী প্রক্রিয়ায় সিস্টেম ঠিক উল্টো পথে আদি অবস্থায় ফিরে আসে; আদি অবস্থায় ফিরলে অভ্যন্তরীণ শক্তির (অবস্থার অপেক্ষক) নিট পরিবর্তন শূন্য, এই অর্থে ঘ গ্রহণযোগ্য।
তবে যেকোনো একক প্রত্যাবর্তী ধাপে ΔU শূন্য নাও হতে পারে (যেমন প্রত্যাবর্তী রুদ্ধতাপীয় প্রসারণে dU = −dW ≠ 0)।
সমোষ্ণ প্রক্রিয়ায় ΔU = 0 (dQ = dW); চক্রীয় প্রক্রিয়ায় সবসময় ΔU = 0। -
১৯
একটি গাড়ি স্থির অবস্থান থেকে 10 ms−2 সমত্বরণে চলতে শুরু করল। 10 s পরে এটি কত দূর যাবে?
- ক 10 m
- খ 20 m
- গ 500 m
- ঘ 100 m
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: গ) 500 m
এখানে, u = 0, a = 10 ms−2, t = 10 s
s = ut + ½at2 = 0 + ½ × 10 × 102 = 500 m -
২০
একটি দূরবীক্ষণ যন্ত্রের সর্বনিম্ন বিবর্ধন ক্ষমতা M। যদি অভিনেত্রের ফোকাস দূরত্ব দ্বিগুণ করা হয় তবে বিবর্ধন ক্ষমতা হবে-
- ক 2M
- খ M2
- গ 2M
- ঘ 3M
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: খ) M2
দূরবীক্ষণের সর্বনিম্ন বিবর্ধন (স্বাভাবিক সমন্বয়) M = f0fe, অর্থাৎ বিবর্ধন অভিনেত্রের ফোকাস দূরত্বের ব্যস্তানুপাতিক।
fe' = 2fe ⇒ M' = f02fe = M2
অভিলক্ষ্যের ফোকাস দূরত্ব দ্বিগুণ করলে বিবর্ধন হতো 2M।
স্পষ্ট দর্শনের নিকটতম দূরত্বে M = f0fe (1 + feD); স্বাভাবিক সমন্বয়ে নলের দৈর্ঘ্য L = f0 + fe
শর্টকাট: M ∝ f0 এবং M ∝ 1fe
AFMC (আর্মড ফোর্সেস মেডিকেল) ২০১৮ ধাঁচে পরীক্ষা দাও
এই প্রতিষ্ঠানের প্রশ্ন দিয়েই এক্সাম বানাও — সময় ধরে, নেগেটিভ মার্কিংসহ।